深埋长隧道TBM施工关键问题探讨_周建军
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TBM隧洞掘进施工安全管理现状及对策摘要:进入本世纪来,我国交通事业飞速发展,由于我国地质条件所限,高速公路及铁路建设过程中,隧道施工在所难免。
TBM隧道施工,作为掘进作业的核心技术,已经普遍应用与隧道施工中。
施工安全是施工过程中最重要因素之一,做好TBM隧洞掘进过程中的安全管理工作,对发生的各类安全隐患事故提前预防可最低限度降低生命及财产损失。
本文首先总结和分析了TBM隧洞施工中存在的安全和风险要素,然后针对每类安全隐患,进行了总结。
关键词:TBM;隧洞;安全1 引言TBM 隧洞施工是以掘进作业为核心,以掘进、支护、出渣运输为主要作业,通风、供电、供水、排水等为辅助作业进行的。
它具有并行性、协调性、连续性和密集性等特点,这决定了TBM 施工组织管理技术上的特殊性。
TBM 施工速度快、质量好,投入其中的劳动力也不大,而且优化了地下作业的环境,但TBM 前期配套工程项目较多,工程数量较大,因此我们要因地制宜,对影响TBM 施工的因素通盘考虑,做好具体的现场施工安全管理工作,使得TBM 隧洞施工中达到最优。
2 TBM 隧洞施工安全TBM 作为常用的隧道施工设备,能够为地下空间的开发与利用提供先进的技术与装备支持,但其面对众多潜在的风险,如果处理不当,会带来严重的后果。
开敞式TBM 存在的常见风险有:易坍塌、立拱及回填量大、撑靴及拱架失效、易造成设备及人员伤害等,引发TBM 施工风险的因素主要有:地质的复杂性、TBM 的适应性、人认知的局限性和责任性、方案和措施的不合理性等。
可归纳为“地质风险、设备风险、人为风险”,据相关数据统计,其所占比例分别约为40%、30%和30%。
2.1 地质安全详细、可靠的地质资料是TBM 工程成功的基本条件,对项目采用TBM 施工的可行性、TBM 的选型、TBM主要参数的设计、辅助施工设备的选择和应急预案的制定等方面都有着重要影响,直接决定了工程的成败。
TBM 施工的主要地质风险可分为4 类:1)大埋深、高地应力条件下岩爆及围岩大变形风险;2)破碎带、软弱围岩条件下坍塌风险;3)掌子面或周边围岩的渗漏水、涌水风险;4)瓦斯渗漏风险。
2006 NO.2SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术火灾本层:各光标灯启动。
方向朝火警点的反方向闪动;各出口标志灯启动应急,关闭处于火警点的出口标志灯。
其他出口标志灯频闪,并语音广播。
火灾层上层:视火灾层火势、烟雾的具体走势而定。
在案例中,火警发生于楼道内,烟雾走向向右,因此火灾层右边的光标灯和出口灯就近指引,而上层右边的光标灯反向,出口灯关闭,因为该楼梯下面正是烟雾蔓延区。
火灾层的下一层及地下层:按默认方式启动应急,即启动应急各出口标志灯及其语音,疏散光流灯、可调向疏散指示标志灯就近指引。
所有底层设备都受控于中央主机,其工作状态,应急方案显示在操作界面上并记录于数据库中,异常状态有声光报警,同时打印输出。
6.结束语我们相信上述系统在具体应用中会不断地推陈出新,顺应市场和迎合客户的需要,凭借其自身的高端品质和开放的技术平台,实施针对每个工程的个性化设计,依据系统自身突出的网络优势和无限拓扑的特点,应用于各类建筑工程项目。
当然,随着科技的进步,建筑的新要求,在这一逃生领域中,还需在智能消防应急照明疏散指示逃生系统上做不断的完善,使其在火灾时发挥更大的作用。
参考文献[1] 建筑设计防火规范(GBJ16-1987). 北京:中国计划出版社. 1997[2] 火灾自动报警系统设计规范(GB50116). 北京:中国计划出版社. 1999[3] 智能建筑设计标准(GB/T50314-2000). 北京:中国计划出版社. 2000隧道掘进机英文名称是Tunnel Boring Machine,简称TBM。
隧道(洞)长度过长时,用常规钻爆法进行隧道施工将需要相当长的工期,隧道掘进机法施工则适合长隧道施工的需要。
根据国外实践证明:当隧道长度与直径之比大于600时,采用TBM进行隧道施工是经济的。
TBM法与钻爆法相比,其主要优点是掘进速度快,所以配套系统是满足连续快速掘进的关键因素,其运输布置、运输能力、供水、排水流量、通风方式及风压、风量以及喷锚、混凝土管片安装、豆砾石喷射、回填灌浆的速度,必须与掘进速度相匹配。
深长隧道TBM卡机致灾原因分析及脱困措施发表时间:2019-07-24T11:00:50.773Z 来源:《基层建设》2019年第10期作者:任力强[导读] 摘要:山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工,隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂,TBM在不良地质段极易发生卡机灾害。
山西省中部引黄水务开发有限公司摘要:山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工,隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂,TBM在不良地质段极易发生卡机灾害。
本文以山西中部引黄工程TBM 2标的卡机问题为例,对现场卡机类型及原因进行了分析,并提出了针对不同卡机形式的脱困措施,最后又给出了预防卡机灾害的建议。
关键词:深长隧道;TBM;卡机类型;脱困措施1 引言全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)工法掘进施工在工期、造价、技术等方面具有显著优势,无论从缩短建设周期、保护环境,还是从控制造价考虑,TBM都是修建深长隧道的最佳选择。
然而当深长隧道TBM掘进施工遭遇断层破碎带和软弱岩体等不良地质时,由于隧道开挖引起围岩应力重分布作用导致围岩承载失效而发生塑性挤压变形,极易导致TBM发生卡机灾害,威胁到TBM设备和施工安全,造成重大经济损失[1]。
本文在查阅国内大量资料后,分析了TBM卡机类型,并以山西中部引黄工程TBM 2标卡机事故为例,给出现场卡机类型,并对卡机后的处理措施进行分析研究,结合隧道卡机段治理方案方案,对预防治理卡机提出自己的建议。
2 工程概况中部引黄工程是山西大水网建设重要骨干工程之一,位于黄河流域吕梁山境内,隧洞总长385km,自黄河取水,设计取水流量23.55m3/s,年供水量6.02亿m3[2]。
其中总干渠3号隧洞穿越黑茶山自然保护区,最大埋深610m,分别设置进洞支洞与通风洞,其中TBM 1标进洞支洞长5.3km,主洞掘进长度为21km;TBM 2标进洞支洞长3.6km,主洞掘进长度为20.3km。
深埋长隧道 TBM施工关键点分析摘要:对现阶段的施工实践进行分析会发现,深埋长隧道的开挖会受各种因素的影响,比如水文状况、温度情况以及地形因素等,所以在施工实践中需要基于多种因素的综合考虑做技术选择和应用。
就当前的施工实践来看,在综合考虑各要素的基础上,具有先进性和应用推广价值的技术是TBM技术,所以对TBM技术的施工利用做分析讨论有突出的现实意义。
总的来讲,任何施工技术的使用都有关键内容和需要注意的事项,因此文章对深埋长隧道TBM施工的关键点做分析,旨在指导施工技术的具体利用。
关键词:深埋长隧道;TBM施工;关键点在工程实践中,要准确的把握深埋长隧道的特点才能够做好施工分析与规划,这样,长隧道的整体施工实效才会更加的突出。
从目前的分析研究来看,深埋隧道和浅埋隧道的区别在多个方面有所体现,其中最为显著的便是进行开挖后,两者存在着不同的力学特点。
其中浅埋隧道的力学特点是完成建造之后隧道会承受所有的覆盖在隧道上的土层压力,而深埋隧道的力学特点是并不承受所有土层压力,只是会承受其中一部分土的压力。
力学特点的差异会影响具体施工的方式方法以及技术,所以在深埋长隧道力学特点认知的基础上总结并应用科学的施工技术于施工质量提高帮助巨大。
1.TBM技术概述在深埋长隧道的具体施工中要使用TBM技术,并实现该技术关键点的分析与控制,必须要对该技术有全面的分析与了解。
就目前的分析来看,TBM是Tunnel Boring Machine的首字母缩写,其指的是全断面隧道掘进制机[1]。
就施工实践来看,这种机械在目前隧道施工中的应用具有广泛性,其能够实现掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业,而且此种设备是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备,具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工[2]。
现阶段,我国交通工程中的大型深埋隧道施工,利用的都是此种机械。
长距离输水隧洞施工中的关键问题及应对措施摘要:长距离输水隧洞施工是现在社会中常见的一种施工方式。
工作人员需要做好施工的控制工作,从实际情况着手,明确隧道施工的各项关键要点,优化施工控制,明确施工的类型,保证工程能够顺利推进。
相关的施工单位要把控好每一道工序的施工要点,结合实际情况能做好优化施工,保证工程推进有足够的专业性。
与此同时,相关单位的工作人员还需要注意从实际情况出发,做好安全设置,及时检查施工的安全性,做好地质监测,保证施工环境的稳定性。
笔者结合大量资料,在本文中施工的相关内容展开讨论,希望能对行业发展有所帮助。
关键词:长距离输水隧洞;施工;关键问题;应对措施引言长距离输水隧洞会随着施工深度的不断加深,而面临到越来越大的难题。
所以相关工作人员要能够从实际情况出发,把握好施工的要点,做好重点的控制,才能使施工按照预期顺利推进。
施工单位要从每一道工序着手做好优化工作,结合工程的具体情况来工作的把控。
1长距离输水隧洞施工技术分析1.1全断面开挖光面爆破在进行隧道开挖的时候,可以合理的使用光面爆破来展开工作,使用新奥法理论来进行指导施工。
开挖石方爆破非常重要,其实际效果决定了隧道开挖质量的高低。
爆破可能会引起超欠挖的情况,施工单位要尽可能减少超欠挖量,合理采取一系列措施来做好控制。
如果出现了超挖,会导致多渣的情况,并且一些超挖的地方还要使用混凝土来进行回填,浪费大量的材料和设备,延长工期,让后续施工无法顺利推进,影响整个工程的进度。
要控制超欠挖的量,施工人员在设计光面爆破的时候可以合理的采用直线形槽来进行设计,在开挖轮廓线周边合理布置。
光面爆破后,隧洞轮廓线圆滑保存率可以达到80%,实际应用效果比较良好。
1.2洞内出渣施工单位从实际情况出发来控制工序,给出科学合理的方案来进行出渣。
出渣过程中,一定要注意控制速度,降低出渣的时间。
要能够从实际情况着手来增加运输汽车的数量,以此来保证整个出渣工作的效率。
超长隧洞TBM施工关键技术分析摘要:我国目前的TBM施工技术无论是设计还是施工方面都正处于形成过程,尚属起步阶段。
本文以“引黄入晋”工程为例, 研究和分析了TBM适用条件、掘进参数确定和隧洞衬砌理论等,同时也对超长深埋岩石隧洞施工中采用TBM 技术的一些关键技术进行了介绍,可提供参考和借鉴给其它类似工程。
关键词:超长隧洞TBM施工关键技术1. TBM工程的建设条件对TBM进行拟采用施工的各类隧洞工程应根据TBM施工作业的特点,对影响布置TBM的使用寿命、围岩、排水和现场地形等基本条件进行考虑。
若存在富水洞段情况,应逆坡布置TBM、逆坡掘进,防止TBM设备在出现断电现象时被淹没以及其他人身事故;每台TBM在一般情况下的平均使用寿命约为20-25km,所以对TBM进行使用时,对其掘进长度应该留有余地;若局部洞段存在软土填充情况,应针对性的采取施工措施或预案;应尽量使进出口场地平坦和开阔, 具备对混凝土预制管片厂和生产生活营地进行布置的条件,同时也要满足TBM设备交通、出碴、进料、拆卸、安装的需要;对包括特殊地质和不可抗拒等其他因素进行考虑。
2.TBM施工的若干关键技术分析2.1 TBM掘进参数围岩强度和类型决定了TBM的掘进速度,如在引黄入晋工程强度适中的灰岩洞段,掘进速度可达 2.4-3.2 m/h,而在红粘土洞段,其掘进速度最多才达到仅5m/d。
因为TBM掘进时会遇到各种异性特征的岩石,所以掘进参数就呈动态变化。
故而在实际工程中若要采用TBM,就需对TBM的原始掘进纪录和管片类型、出碴性状、围岩特征与该岩石隧洞TBM掘进参数之间的相互关系进行查阅和归纳。
对TBM围岩特征、碴石性状、规范分类、围岩分级等指标的相互对应关系进行逐一的建立。
大致确定在不同围岩条件下TBM的掘进参数,当然在实际中,还要结合TBM对围岩和不同工程的具体反应,进一步完善和细化TBM掘进参数。
2.2 TBM在膨胀岩带的施工技术TBM施工受膨胀岩的影响主要体现在2方面: 第一, 衬砌管片受膨胀岩不均匀分布,围岩局部偏压、受力大的影响,容易破坏、失稳和变形;第二, TBM护盾和刀具被膨胀岩的缩径效应挤压,严重时会出现“卡钻”现象。
TBM 在铁路长隧道硬岩地层的施工技术研究摘要:某长大隧道所处地层以硬岩为主,区间采用TBM 施工。
本文以此硬岩隧道为例,对盾构长距离穿越硬岩地层时所遇到的技术难题进行研究,采取合理地施工选线、贯通测量、支护、刀具防磨损等措施化解了难题,望对类似工程有所帮助。
关键词:TBM;铁路长隧道;硬岩一、TBM-岩石隧道掘进机TBM-岩石隧道掘进机,是利用刀具在岩石上挤压和回转来破碎围岩、形成隧道开挖断面的隧道掘进施工机械。
相对钻爆法,TBM 集钻、掘进、支护于一体,使用电子、遥测、遥控、信息等高新技术对隧道施工作业进行制导监控,使掘进过程始终处于掘进最佳状态。
TBM 多应用于稳定性良好、中厚埋深、中高强度的岩层掘进施工中。
这类掘进机面临的基本问题是如何破岩,保持掘进的高效率和工程顺利。
TBM 的破岩原理为:主机前部是装有若干滚刀的刀盘,由刀盘驱动系统驱动刀盘旋转,并由推进系统给刀盘提供推进力,在推进力的作用下滚刀切入岩石掌子面。
不同部位的滚刀在掌子面上留下不同半径的同心圆切槽轨迹,在滚刀的挤压下,相邻切槽的岩石在剪切力作用下从岩体上剥落下来形成石渣,石渣则随着刀盘的旋转由刀盘上的铲渣斗自动拾起,经刀盘内的溜渣槽输送到装在主机上的胶带机上,再运到后配套系统处经隧道出渣运输系统运出洞外。
二、TBM 在铁路长隧道硬岩地层中的应用(一)工程概况某铁路线路全长330km,穿越众多山脉,其中A 隧道全长34.538km,隧道穿越A 山,最大埋深1155m,埋深超过400m 的长度约28km,占隧道全长的81%,辅助坑道设置十分困难。
根据隧道实际情况,若全隧采用钻爆法施工,无法通过增设辅助坑道实现“长隧短打”实现设计工期(64 个月)的目标。
为满足设计工期要求,需研究采用TBM 施工,通过缩短隧道施工工期,达到满足建设项目总工期的要求。
(二)施工方案选择敞开式TBM 主要用于岩石整体性较好、围岩有一定自稳能力的隧道施工,特别是在硬岩、中硬岩掘进中,强大的支撑系统为刀盘提供了足够的推力,能充分发挥TMB 快速掘进优势。